国内外铁道车辆空调的发展现状

1、国内外铁道车辆空调的开展现状国内外铁道车辆空调的开展现状研究姓名：屈难 平班级：09铁道车辆2班学号:铁道2 0 0 9 7 8 3 1 车辆制冷与空气调节 一、我国铁路客车空调的开展现状及改进探讨改革开放以来,我国空调客车开展迅速.初期,人们主要重视空调 机组的质量和空调效果,只满足于空调 机组能正常工作、客室内能够升温和降 温.现在,随着上述问题的逐步解决, 人们开始重视车内的舒适性.就舒适性 而言,除去车辆振动、照明等影响因素 外,客车室内微风速、流场均匀性及通 风系统噪声等也是至关重要的因素1. 而这些参数主要取决于客车空调系统. 当前,我国的铁路客车正向高速化方向 开展,这对客车的空

2、调系统也提出了更 高的要求.如何提升空调运行效率,保证客车室内的舒适性是急待解决的问 题,因此有必要对客车新型空调系统进 行研究.对铁路客车采用诱导空调装置进行了探讨.1.我国铁路客车空调的现状我国客车空调起步较晚.在无强迫通风客车及空调客车以前,客 车通风只能处于自然通风状态,夏季是 靠开窗、车迎风扇及自然通风器进行换 气,冬季那么全靠自然通风器换气,所以 车内空气品质极差.自从20世纪80年代开始,铁路空调才得以迅速开展,目 前我国铁路客车普遍采用车顶单元式空 调机组.通过近几年的应用实践说明, 该空调机组根本上能满足夏、冬两季的 供冷和供热要求,为旅客提供了舒适的 乘车环境.但与世界先进

3、国家相比,无 论是技术还是工艺方面,我国铁路客车 空调仍然处于相对落后状态.通过调查分析,总结出以下几个方面： a) 客车通风系统设计不当.目前很多空调 客车通风量各不相同,风量较大的空调 客车造成微风速超标,而风量小的制冷 精选公文范文,治理类,工作总结类,工作方案类文档,感谢阅读下载 2效果又不好,达不到车厢内的温、湿度 要求.这些都影响了旅客的舒适性,并 造成了不必要的能量浪费.b客车室内温、湿度限制不当.车厢内温、 湿度限制不当是旅客抱怨较多的一个问 题.在很多空调客车的运行过程中,白 天和夜晚的送风量根本保持不变,造成 旅客夜间普遍反映较冷而不能休息.这种情况是于空调系统供冷量与室外

4、气候 的变化和车厢内热、湿负荷的变化不相 适应造成的.c新风量缺乏.新风量缺乏直接导致了旅客对室内空气品 质的不满意.很多长期乘坐空调客车的 旅客反映经常会感到头晕、气闷、喉咙 枯燥等不良病症.这些大都是于车厢内 空气品质较差而引起的.究其原因,是 由于车厢内新风量缺乏.这与客车空调的系统设计及运行治理有关.d空调系统能耗大.目前使用的单元式空 空调客车为例,其中硬座 7辆,软卧1 辆,其余为硬卧.空调发电车平均发电调机组的耗电量很大以编组18辆全列量700kW,空调耗电几乎占总发电量的 50%,单机能效比只有左右.因此每列 客车均配有专门的空调发电车以满足空 调系统运行所需要的电力,空调发电

5、车 油耗高直接导致运营的经济效益下降. e氟里昂制冷剂的禁用问题.氟里昂蒸 汽压缩机组的客车空调装置中.但该系 统存在着致命的弱点,即它所采用的工 质氟里昂危害大气中的臭氧层,是一种 受环保限制的工质.此外,氟里昂价格 较高,在客车空调运行和检修过程中氟 里昂的泄漏使得客车运行和维护本钱增 加.因此,这种制冷装置的工质替代和 换型是大势所趋.1铁道车辆制冷与空气调节 2.诱导空调系统的应用探讨基于当前我国铁路客车空调存在的上述问 题,笔者在借鉴国外客车空调相关技术 和经验的根底上2, 3,对在空调客车 上应用诱导空调系统展开了研究.2. 1诱导空调系统的原理诱导器系统是一种半集中式空调系统.图

6、 1是诱导器系统的原理图.经过集中处理的 空气风机送入车厢内的诱导器中,诱导 器是分设于车厢内的局部设备.它静压 箱、喷嘴和消声材料等组成.一次风进 入诱导器的静压箱,经喷嘴后以高速射 出于喷出气体的引射作用,在诱导器内 造成负压,室内空气被吸入诱导器,一、 二次风相混合后诱导器风口送出.送入 诱导器的一次风通常是新风,在必要时 也可使用局部回风.诱导器的性能指标之一是诱导比,诱导比按下 式计算：对于一定结构的诱导器,在一定的风量范围内n为定值.2 . 2铁路客车的诱导空调系统 2. 2. 1空调系统的组成铁路客车诱导空调系统采用空气冷源和诱导器送 风.该系统结构十分简单,运行可靠性 大大优于

7、目前的单元式空调系统. 其中, 空气冷源的获得是另一个研究问题,相 关技术比较成熟,在列车上的应用也引 起了人们的关注4.在文本中,笔者重 点讨论诱导空调系统,其结构如图 2所 精选公文范文,治理类,工作总结类,工作方案类文档,感谢阅读下载 5 示.该系统的制冷装置采用空气作为制 冷工质,空气制冷机组采用让压缩空气 在透平膨胀机内膨胀作功,对外输出功 率的方法来获得低温空气,用作诱导器 的一次风. 2铁道车辆制冷与空气调节 在图2的空调系统中,末端装置采用图1 所示的全空气诱导器系统.采用这种系 统时,室内所需的冷负荷全部空气承担. 它通过诱导车厢内的空气,到达增大送 风量和减小送风温差的作用

8、,可减少旅 客于送风温差过大而产生的抱怨. 同时, 也可在诱导器装置内加电热器以适应室 内负荷变运的需要,对于因人员密集而 室内热湿比较小的铁路客车比较适用.该系统分为运动部件、供气管路、限制 系统、电加热器及送风末端装置 5个部 分.其中限制系统可考虑与其他系统如 照明系统、消防平安系统等共同每节车 厢的微机甚至单片机来限制,构成无人 值守型的车厢,降低运行费用,提升安 全可靠性.2.2.2诱导器系统铁 路客车诱导器可采用顶置式散流型诱导 器和下置式诱导器.应用前者可不改变 现有车厢风道结构和送风方式. 于铁路客车运行时间和区间长,人员活 动情况变化较大.因此,可考虑采用变 风量诱导装置,即

9、在诱导系统的一次风 口或二次风口处安装风量调节阀门,通 过车厢内的温控器进行限制和调节,以 保证车厢内的温、湿度要求,到达舒适 和节能的目的.这是进一步研究的课题.3 .诱导空调系统的应用前景采用如图2所示的空气调节系统后,可改善 目前铁路客车上采用单元式空调机组所 带来的一系列问题.它具有以下优点： a该系统采用空气作为制冷工质,预防 了氟里昂机组工质泄漏造成的环境污染 和维护保养问题.3铁道车辆制冷与空气调节 b车厢与外界环境之间只用压力调节器 联通,用于向外界排出局部废气,如图2 中10所示,故车厢可实现近拟的全封闭. 这样,可以保持车内温度和对外界一定的正压力,预防风沙进入,可解决列车

10、 提速后经过隧道产生的压力波动和噪声 影响,提升快速列车乘坐的舒适性. c该系统使用的压力空气机车提供或来 自各车厢安装的压气机,管路布置比较 简单.特别是提速后采用的大马力机车 和电力机车拖动,安装符合要求的压气 机应该不成问题,而且可以不需要专门 的空调发电车.d末端装置采用诱导器送风,可大大减少处理的空气量, 空气处理设备减小,可取消回风管道, 通风机耗电量也相应减少,有利于节约 客车空调能耗,降低运行本钱.e该系统结构较单元式空调机组简单,可 将空气制冷机组安装在车厢下以节省客 车空间,降低车辆重心,提升客车运行 速度和平稳性.二、国外铁道车辆空调的开展在日本,最初在铁道车辆上安装空调

11、是在当时的特快列车 上,用以调节车厢内的温、湿度,以提 高乘坐舒适度,至今已有50多年的历史. 当时,开发有各种各样的空调,但直到 精选公文范文,治理类,工作总结类,工作方案类文档,感谢阅读下载 81964年东京奥运会开幕之前,才在东海 道新干线整列车上安装空调装置,当时 将空调安装在车顶,近来,随着列车的 高速化,空调几乎都安装在车辆地板下. 日本东武铁道100系新型特快列车专用 的新型空调系统：为了在一年四季都不 使空调机闲置,采用热泵式空调机,并 装用了变压变频能童调节装置,以便根 据空调负荷精确地调节空调机的能量. 这种热泵可在-20 C的情况下起动、运 转.另外,为弥补低温时的能量缺

12、乏, 以及在梅雨期进行除湿时不致过冷,空 调装置内还安装了 PTC加热器.1970年 起,通勤车上也开始安装空调,从而大 大改善了上、下班顶峰时的车内环境. 在车辆的车顶上设置1台,空调限制器 设置在空调附近的顶棚部,省略了与空 调装置连接的配线.此外,运用模糊推 论、年度全自动功能、加热除湿功能等, 根据季节与乘客的状况进行限制.其缺 点是：首先车辆顶部受到车辆限界的限 制,其安装空间有限,其次是使车辆的重心提升,不利于高速化.三、铁路客车空调存在的问题以及开展趋势 铁路客运作为我国最主要的一种客运方 式,如何在新形势下改善旅客乘车环境 将成为一个迫切需要解决的问题.并且 列车空调一旦发生故

13、障,后果是很严重 的.据美国媒体报道,德国当局 7月11 日宣布,德国至少3趟列车因遭遇高温 天气而出现故障,列车内空调停止运行, 52名乘客因高温身体出现不适,其中 8 人中暑虚脱,另有44人也需要医疗救助. 报道指出,德国这种现代化的高速列车 采用了封闭式车窗,无法翻开,因此一 旦空调系统崩溃,车厢内的空气循环将 受到严重影响.3趟列车当地时间10日 晚从柏林开往德国西部,其中 2辆列车 的空调系统在即将到站时出现故障停止 运行,另外1辆列车的空调在抵达比勒 费尔德市之前,开始制热而非制冷.当 局派出91名前往比勒费尔德火车站,对 出现头晕目眩、头疼、呼吸困难等病症 的乘客进行救援.德国联

14、邦铁路公司表示,此次问题是于天气太热,车外温度 过高引起的.当地救援小组的负责人表 示,故障列车内的气温高达50摄氏度.4铁道车辆制冷与 空气调节可见,列车空调对旅客旅途的生命平安也是相当重 要的,大力开展列车空调也极有必要.1.车内环境及空气品质的评价和指标 人们对乘坐空调客车的舒适性感觉主要 是车内环境的好坏决定的.对车内环境 的考察,主要从以下两个方面进行：1 对人群健康的影响；2对人群舒适度的 影响.空调客车除了要满足热舒适性要求外,还要满足健康性要求,热舒 适性和健康是良好室内环境品质不可分 割的两个要素空气品质的评价按测试指 标,具体分为两类：1室内人员主观评定,即主观感觉指标包括

15、头晕、胸 闷、疲倦等,主观感觉指标反映在室内环 境因子的复合作用下,室内人员的心理,生理健康程度.(2)客观环境参数指标测 量,如体温、温度、风速及风量等.对于 客车,要求在车内创造既卫生又舒适的条 件,以保证旅客的身体健康,减少旅途中 的疲劳.我国对空调客车车内空气参数 的要求如下,分夏季和冬季两种情况.夏季客车室内参数要求：(1)客车室内温度范围：24 C29 C; (2)客车室内 相对湿度不大于70 %; (3)客车室内气 流范围:()m/s ; (4)新鲜空气量：(20 25)/h人；(5)客车室内空气的含尘量不大于1mg/m3.冬季客车室内参数要求：(1)客车室内温度范围：18C-

16、22 C； (2)客车室内相对湿度不大于30 % ; (3)客车室内气流范围()m/s； 新鲜空气量小于(2025)/h人.2.舒适 性方面存在的问题及原因旅客乘 坐空调客车时,舒适性方面有许多不尽 如意的地方,大多数旅客有头晕、胸闷、 疲倦甚至恶心等不适感觉,造成这些问 题的主要原因是铁路空调客车室内空气 品质不符合要求.美国供暖制冷空调工精选公文范文,治理类,工作总结类,工作方案类文档,感谢阅读下载12程师学会在公布的标准ASHRAE62 - 1989?满足可接受室内空气品质的通风? 中对室内空气品质作了新的定义：良好的室内空气品质应该是空气中没有已知的污染物到达公认的权威机构所确定 的有

17、害浓度指标,并且处于这种空气中的 绝大多数人80 %对此没有表示不满 意,根据这个标准,只要超过20 %的人对 该环境表示不满意,那么此环境的空气品质 不合格.然而据 2001年4月9日对两节硬座车的乘客进行问卷调查说明,对 室内空气品质的不满意程度分别为%和 .大多数乘客有头晕、胸闷甚至 恶心等病症.这说明铁路空调客车硬座 车厢内的空气品质不符合要求,卧铺车厢 内的情况笔者认为亦如此.导致空气品 质恶劣的原因主要有以下几个方面：1 铁路运输自身的特殊性.由于我国空调 客车运行距离远,运行时间长,车厢 内人员比较集中.2通风换气缺乏.始 发车在发车前未进行彻底的通风换气工 作,未翻开门窗,或者

18、新风量不够,始发车 精选公文范文,治理类,工作总结类,工作方案类文档,感谢阅读下载 13尚且如此,更不用说客车较长时间运行以 后.造成旅客感觉不适的另一个原因是铁路空调客车车厢内温度不太稳 定.有时感觉闷热,晚上睡觉时那么感觉比 较冷.中医认为 卧不迎风而空调客车 车厢的顶部一直在不断的送风,在上铺 的旅客又不能根据需要调小或者关闭风 门.3.可行的改进举措 要重视通风 换气工作 从卫生角度,即有利于 旅客健康的角度来讲,室内空气的 除 旧更新即 通风换气应当比 空调冷暖 更重要得多.标准规定,要以每人20 25m3/ h5铁道车辆制冷与空气调节 新鲜空气来置换室内空气,否那么就会缺 氧或CO2过多,使旅客感到头晕、恶 心等,对人体的健康极为不利.为此 , 笔者希望各铁路局,各客车段全体领 导、乘务员切实重视通风换气工作.为 节省能源最简便最可行的方法是在列车 始发前或列车终到后翻开所有能够翻开 的门窗,尽量形成对流换气 ,把室内所有的污浊空气都排尽后,在列车始发 半小时前再开启空调机组. 在结构设计 上作一些改进有的空调客车车厢只是在一侧的两端部设有能够开启的窗 户,而另一侧那么没有,这种结构设计 在通风换气时不利于形成空气对流.建 议在日后有条件时,对这些车厢的结构 作一些改进.不但两侧端部都应设有活 动窗户